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Beschreibung 3D-Wirbelsäulen-Messgerät Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erzeugung von Messwerten bezogen auf die räumlichen Koordinaten (x, y, z) einer Wirbelsäule im menschlichen Körper, bestehend im wesentlichen aus - einem Gestell mit zwei vertikalen Führungsschienen, - einer Bodenplatte, von der aus sich die vertikalen
Führungsschienen erstrecken, - und einem System zur Erfassung und Auswertung der er- mittelten Messwerte.
Vorstehende Geräte dienen insbesondere zur Behandlung von Skoliose. Skoliose ist definiert als fixierte Teilverbiegung einer Wirbelsäule, die nur im Anfangsstadium rückbildungsfähig, später jedoch fixiert ist. Zusätzlich zu dieser Seitenverbiegung zeigt sich, vor allem bei einer anderen Art der
Skoliose, im Bereich der Hauptkrümmung ein Flachrücken oder gar ein Hohlrücken wie auch eine Rotationskomponente der ein- zelnen Wirbelsäulenteile gegeneinander, die für den Rippen- buckel und dem Lendenwulst des menschlichen Körpers verant- wortlich sind.
Zur Skoliosebehandlung existieren verschiedene Behandlungsme- thoden, die u. a. auch in Krankengymnastik bestehen. Durch ge- zielte, therapeutische Behandlungen können insbesondere in
Wachstumsphasen von jungen Patienten therapeutische Massnah- men zur Linderung und Verbesserung dienen.
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Um entsprechende Erfolge der therapeutischen Behandlungen zu sehen, ist sehr viel Erfahrung notwendig, um die tatsächliche Lage der Wirbelsäule im menschlichen Körper zu ermitteln und dann die entsprechenden therapeutischen Massnahmen auch anzusetzen.
Eine Vorrichtung zur Kontrolle solcher therapeutischen Massnahmen ist in der Druckschrift DE-OS 43 20 270 bekannt. Diese hierin beschriebene Vorrichtung dient zur Messung und Analyse von Fehlhaltungen des menschlichen Körpers, um entsprechende Behandlungsmethoden zu entwickeln und deren Erfolg entsprechend überwachen zu können. Diese Vorrichtung umfasst ein Gestell, das zwei parallel zueinander vertikale Führungsschienen aufweist. Zur Erfassung der Lage ausgewählter Bezugspunkte am Knochengerüst des Patienten, insbesondere der einzelnen Wirbelkörper der Wirbelsäule ist auf jeder Seite der Führungsschienen mindestens ein Tastarm montiert.
Zur Feststellung und Analyse der Fehlhaltung tritt der Patient in die Vorrichtung ein, wobei die individuelle Belastung der einzelnen Beine mittels zwei Waag-platten erfasst und dadurch zusammen mit der Messung der Höhenunterschiede der einzelnen Beine quantitative Rückschlüsse auf die Fehlhaltung des Patienten ermöglicht werden. Die Tastarme dienen dazu, eine lagegerechte Haltung des Körpers zu schaffen, so dass diese auch dann entsprechend reproduzierbar ist.
Weiterhin ist in der EP-A 0144 528 eine Vorrichtung zur Mes- sung einer Fehlhaltung des Beckens, der Schulter und der Wirbelsäule des menschlichen Körpers vorgesehen. Bei dieser Er- findung handelt es sich um eine Vorrichtung zur Messung einer funktionellen und/oder anatomischen Fehlhaltung beispielswei- se der Wirbelsäule des menschlichen Körpers, wobei die Vor- richtung zwei vertikale Führungsschienen im Abstand von mehr
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als einer Körperbreite aufweist. Auf den Führungsschienen läuft jeweils mindestens eine höhenverschiebbare, arretierbare Halterung, deren Höhenstellung quantitativ erfassbar ist.
Die Halterungen selbst dienen zur Aufnahme für horizontal in den Zwischenraum, zwischen den Führungen hineinragende längsverschiebliche und arretierbare Tastelemente. Diese Tastelemente können in Längsrichtung federbelastet und in der Horizontale schwenkbar sein - wobei diese Bewegungen ebenfalls quantitativ erfassbar sind-und dienen der Abtastung ausgewählter Bezugspunkte des Knochengerüstes. Zusätzlich kann die Vorrichtung zur Ruhigstellung des Körpers und zur Erzielung definierter Grundstellungen mit Stütz- und Haltemitteln versehen sein.
Im wesentlichen wird bei dieser Vorrichtung die gesamte Fehlhaltung des Körpers gemessen, woraus letztendlich dann Rückschlüsse auf die Lage der Wirbelsäule gezogen werden können.
Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine sehr einfache Vorrichtung zur quantitativen Messung der Lage der Wirbelsäule im menschlichen Körper zu schaffen, wobei die Messung sehr einfach durchgeführt werden kann und die Auswertung der Messwerte auf einfachste Weise -erfolgt.
Das Lösungsprinzip der Aufgabe besteht darin, die Vorrichtung gemäss des Standes der Technik dahingehend abzuändern bzw. zu verbessern, indem nicht die gesamte Fehlhaltung des Körpers quantitativ gemessen wird, sondern die explizite Lage der
Wirbelsäule durch Abtasten der einzelnen Wirbelkörper und Er- fassung der räumlichen Koordinaten x, y und z.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass - ein Tastelement zur Abtastung der Wirbelsäule, ins- besondere der einzelnen Wirbelkörper der Wirbelsäule und zur Erzeugung mindestens eines Messwertes vorge- sehen ist, - ein horizontales Trägerelement mit seinen beiden En- den an den Führungsschienen stufenlos vertikal ver- schiebbar und arretierbar gelagert ist und - auf dem horizontalen Trägerelement das Tastelement in der horizontalen Ebene (x, y) stufenlos gleitend und arretierbar gelagert ist.
Der wesentliche Vorteil der erfinderischen Vorrichtung ist darin zu sehen, dass es sich um eine sehr einfache und damit sehr kostengünstige Bauweise handelt. Grundsätzlich finden nur im Handel erhältliche Bauteile Anwendung, so dass letztendlich die Vorrichtung auch als Baukastensystem hergestellt werden kann.
Vorteilhafterweise sind zwei Ausführung vorgesehen. Zum Einen können die quantitativ ermittelten Messwerte (x-, y-, z-Koordinate eines Wirbelkörpers) an einer Messskala, oder ei- nem elektronischen Display an der Vorrichtung selbst abgele- sen werden. Eine andere Ausführung sieht vor, dass die er- zeugten Messwerte über eine Datenschnittstelle an einen Com- puter übertragen werden, der dann die entsprechenden Messwer- te erfasst, auswertet und beispielsweise grafisch im Bild- schirm darstellt.
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Zusätzlich kann vorgesehen werden, dass dann zu der auf dem Bildschirm dargestellten Wirbelsäule eine Ideal-Wirbelsäule dargestellt wird, so dass auf einfache Art und Weise Abweichungen vom Idealmass sichtbar sind.
Zur einfachen Messung der Lage der einzelnen Wirbelkörper im menschlichen Körper ist an dem horizontalen Trägerelement der Vorrichtung ein Tastelement stufenlos gleitend und arretierbar angeordnet. Das Tastelement selbst dient zur Erfassung der einzelnen Messwerte. Dies geschieht vorzugsweise dadurch, dass das Tastelement aus einem Taster, einem Adapterelement und einem Grundkörper besteht, wobei der Taster des Tastelements beim Antippen eines Wirbelkörpers ein Signal abgibt, das dafür vorgesehen ist, dass die Koordinaten x, y, z entsprechend ermittelt worden sind. Danach kann unmittelbar der nächste Wirbelkörper abgetastet werden.
Das Tastelement selbst ist wiederum auf einer Halterung angebracht, die gleitend an den Führungsschienen angeordnet ist.
Der Taster selbst kann als elektromechanischer Sensor oder als optischer Sensor ausgebildet sein, wobei auch ein Ultraschallsensor denkbar ist.
Die Lagerungen der einzelnen Führungsschienen bzw. der Lager sind derart gestaltet, dass diese einen entsprechenden Reibwert aufweisen, damit eine komfortable Führung des Tastelements durch die Hand beispielsweise eines Arztes entsprechend möglich ist. Es ist jedoch auch vorstellbar, dass die Führung mittels Stellmotoren durchführbar ist, wobei die Steuerung beispielsweise durch einen Joystick steuerbar ist.
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Alternativ kann auch vorgesehen werden, dass mittels eines Zahnstangengetriebes das Tastelement am Trägerelement positioniert wird. Das Trägerelement selbst soll dabei vorzugsweise über reibungsbehafte Führungen verstellbar sein.
Zur Erstellung und Auslösung eines Messwertes wird vorgeschlagen, dass der Taster des Tastelements elektro-mechanisch ausgebildet ist Dies bedeutet, dass beim Anfahren auf den Wirbelkörper und leichtem Ausüben eines Druckes mittels des Tastelementes auf den Wirbelkörper, vergleichbar mit einer bekannten elektronischen Messeinrichtung, ein Messergebnis erzeugt wird, in dem die Stellungen der an den jeweiligen Führungen angebrachten Weggeber erfasst und ausgegeben werden.
Vorzugsweise werden die Messergebnisse digital ausgegeben.
Bei Analog-Weggebern ist vorgesehen, einen entsprechenden Analog-Digital-Wandler einzusetzen.
Mit der erfindungsgemässen Vorrichtung kann somit auf einfache Art und Weise von jeder Person, auch von Hilfskräften, ein entsprechendes "Bild der Wirbelsäule erstellt werden, wobei man dann aufgrund der hier vorgesehenen Auswertungstechnik Unterschiede zur idealen Lage einer Wirbelsäule gra- fisch darstellen kann. So kann auch dem Patienten auf einfa- che und einleuchtende Weise das Problem geschildert werden.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen an- hand der Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen : Fig. 1 eine perspektivische Ansicht auf die erfindungsgemä- sse Vorrichtung mit Darstellung der x-, y-, z-Achsen ; Fig. 2 eine Seitenansicht auf ein Ausführungsbeispiel eines
Tastelements zusammen mit einer Halterung, teilweise im Schnitt ; Fig. 3 eine Vorderansicht auf das Ausführungsbeispiel des
Tastelements gem. Fig. 2 ; Fig. 4 ein Blockdiagramm einer möglichen Systemkonfigurati- on zur Aufnahme und Auswertung von Messwerten.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform sind zwei vertikale Führungsschienen 1, 1' vorgesehen, die mit ihrem einen Ende an einer Bodenplatte 10 befestigt sind und sich von dieser Bodenplatte weg erstrecken. Diese Führungsschienen 1, 1' bilden auch die in Fig. 1 dargestellte z-Achse. Die beiden Führungsschienen 1, 1' befinden sich in einem Abstand voneinander, der ein wenig grösser ist als die Breite eines menschlichen Körpers.
Zwischen den Führungsschienen 1, 1' ist ein horizontales Trä- gerelement 3 angeordnet, das stufenlos vertikal verschiebbar und arretierbar ist. Die Lager zwischen dem horizontalen Trä- gerelement 3 und den Führungsschienen 1, 1' sind in Fig. 1 nicht dargestellt. Diese Lager sind derart gestaltet, dass sie einen entsprechenden Reibwert aufweisen, so dass der Be- nutzer, der das Trägerelement 3 an den vertikalen Führungs- schienen 1, 1' verschieben möchte, gegen einen definierten Wi-
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derstand arbeiten muss.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Führungen in einem Gehäuse verkleidet, wobei das Gehäuse selbst zumindest im Bereich der Wirbelsäule des hier nicht dargestellten Patienten eine Aussparung aufweist, in der ein Tastelement 4, das auf dem Trägerelement 3 verschiebbar gelagert ist, frei hin und her bewegt werden kann.
Das Tastelement 4 ist bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel an einer Halterung 5 angeordnet, die wiederum gekoppelt mit dem Trägerelement 3 ist. Auf dem Trägerelement selbst ist eine Messskala 19 dargestellt, die die Abweichungen vom Mittelpunkt, beispielsweise in Zentimeter, angibt (xAchse). Die horizontale Verschiebung in der y-Achse des Tastelements 4 kann an einer, auf dem Tastelement 4 selbst angeordneten Messskala abgelesen werden.
Um die Lage des menschlichen Körpers, bei dem die Lage der Wirbelsäule gemessen werden soll, zu stabilisieren und auch reproduzierbare Ergebnisse zu schaffen, sind vorzugsweise drei Anlageflächen, 13, 14, 15 vorgesehen, die in z-Richtung frei verschiebbar sind. Dadurch wird gewährleistet, dass der
Körper entsprechend durch Strecken des Brustbeines nach oben aufgerichtet wird und an diesen Anlageflächen zur Anlage ge- langt.
Um die Reproduzierbarkeit noch zu verstärken, sind zusätzlich auf der Bodenplatte 10 Positionierungselemente 11,12 vorge- sehen, die die Lage der Füsse entsprechend ausrichten und teilweise fixieren.
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Zur Feststellung des Höhenwerts, bezogen ebenfalls auf einen definierten Nullpunkt, ist in der Ausnehmung des Gehäuses eine Messskala 18 vorgesehen.
Fig. 2 und 3 zeigen eine Seiten- bzw. Vorderansicht auf eine mögliche Ausführungsform des Tastelements 4 zur Abtastung einzelner Wirbelkörper der zu messenden Wirbelsäule und zur Erzeugung mindestens eines Messwertes. Das Tastelement 4 ist gleitend in einer Halterung 5 aufgenommen, die eine lineare Bewegung des Tastelements 4 in der y-Achse (Bewegung senkrecht zum Rücken des Patienten) ermöglicht. Das Tastelement 4 ist mit einer Zahnstange versehen, in der ein manuell betriebenes Zahnrad - beispielsweise über ein Handrad 7c eingreiftDie Halterung 5 ist gleitend auf dem horizontalen Trägerelement 3 gelagert, so dass eine lineare Bewegung des Tastelements 4 in der x-Richtung (laterale Bewegung) möglich ist.
Bei dieser möglichen Ausführungsform des Tastelements erfolgt die horizontale Bewegung manuell, beispielsweise durch Halten und Verfahren des Trägerelements 3.
Das Tastelement 4, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, weist an seinem einen Ende einen Taster 4a und ein Adapterelement 4b auf, das eine Verbindung zwischen dem Taster 4a und einem
Grundkörper 4c schafft. Der Grundkörper 4c ist in der Halte- rung 5, wie oben beschrieben, gelagert. Der Taster 4a dient dazu, die Lage der Wirbelkörper genau zu bestimmen und zu or- ten und die Feststellung der jeweiligen Messwerte auszulösen.
Es ist denkbar, dass der Taster 4a so ausgebildet ist, das beim Erreichen eines bestimmten Anpressdrucks ein elektri- sches Signal ausgelöst wird, das zur Steuerung eines mögli- chen Elektroantriebs zur Bewegung des Tastelements 4 dient.
Das Signal könnte auch zur Auslösung eines automatischen
Messvorgangs verwendet werden, wobei alle drei Weggeber, wie
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sie in Fig. 4 (23, 24, 25) dargestellt sind, zu diesem Zeitpunkt von einem angeschlossenen Computer 27 abgefragt und erfasst werden.
Bei einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung ist vorgesehen, dass das Tastelement 4 mit einer Lichtquelle zum Zielen auf eine Messstelle ausgestattet ist, um ein Einstellen des Tasters 4a zu erleichtern. Hierfür ist dann vorgesehen, dass ein zusätzlicher angebrachter Tastschalter die entsprechende Ausgabe der Messwerte auslöst.
In allen Ausführungsformen der Erfindung kann das Erfassen der Lage des Tasters 4a bzw. des zu messenden Wirbelkörpers in drei Achsen elektronisch mittels einer Weglängenmessung erfolgen. Der Funktionsablauf einer Messung zur tatsächlichen Feststellung der Lage einer Wirbelsäule im menschlichen Körper kann bei diesen beschriebenen Ausführungsbeispiel wie folgt aussehen.
Ein Patient, dessen Wirbelsäule zu analysieren ist, stellt sich aufrecht auf die Bodenplatte 10 und drückt seinen Rücken gegen das Gestell und gegen die Anlageflächen 13, 14, 15 durch
Hochdrücken seines Brustbeines. Gleichzeitig drückt er seine
Füsse eng an das Positionierungselement 11, 12. Sobald die
Haltung des Patienten korrekt ausgerichtet ist, kann der Be- diener des-Messgerätes die Spitze des Tastelementes 4 (Taster
4a) an den ersten zu messenden Wirbelkörper manuell anbringen und die Messwerte entweder von den drei Messskalen 18, 19, 20 ablesen oder, sofern elektronische Weggeber vorgesehen sind, die Messwerte an dem Display oder auf einem PC, wie es in dem
Blockdiagramm in Fig. 4 dargestellt ist, betrachten. Der
Messvorgang wird durch sanftes Drücken des Tasters 4a gegen den Wirbelkörper ausgelöst.
Sobald die Messung vollzogen ist,
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dies kann durch ein akustisches Signal angezeigt werden, kann der Benutzer, der den Taster in der Hand hält, zum nächsten Wirbelkörper fahren und dann dort auf gleicher Weise die Messung durchführen. Dieser Vorgang wird so lange wiederholt, bis die gewünscht Anzahl von Wirbelkörpern gemessen wurde.
Anschliessend kann dann auf einem Monitor die tatsächliche Lage der Wirbelsäule, beispielsweise zum Vergleich einer idealen Wirbelsäule, betrachtet werden.
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Bezugszeichen 1. Vertikale Führungsschienen 2.- 3. horizontales Trägerelement 4. Tastelement 4a. Taster
4b. Adapterelement
4c. Grundkörper
EMI12.1
-7a. Zahnstange 7b. Zahnrad
7c. Handrad 8. - 9. - 10. Bodenplatte 11. Positionierungselement (an den Fersen) 12. Positionierungselement (zwischen den Füssen) 13. Anlagefläche (Hüfte) 14.Anlagefläche (Schulterblätter) 15. Anlagefläche (Kopf) 16. Vertikale Führung (Körpergrösse-Mess-System) 17. Messarm (Körpergrösse-Mess-System) 18. Visuelles'Mess-System (z-Koordinat der Wirbelkörper) 18a. Mess-Skala
18b. Zeiger 19. Visuelles Mess-System (x-Koordinat der Wirbelkörper)
19a. Mess-Skala
19b. Zeiger
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20. Visuelles Mess-System (y-Koordinat der Wirbelkörper)
20a. Mess-Skala
20b.
Zeiger 21.Mess-Skala (Körpergrösse-Mess-System) 22. Zeiger (Körpergrösse-Mess-System) 23. Elektronischer Weggeber (x-Koordinat der Wirbelkörper) 24. Elektronischer Weggeber (y-Koordinat der Wirbelkörper) 25. Elektronischer Weggeber (z-Koordinat der Wirbelkörper) 26. Bildschirm 27. Computer 28-Tastatur 29. Drucker 30. Auswertsystem
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Description of a 3D spine measuring device The invention relates to a device for generating measured values related to the spatial coordinates (x, y, z) of a spine in the human body, consisting essentially of - a frame with two vertical guide rails, - a base plate , from which the vertical
Extend guide rails - and a system for recording and evaluating the measured values determined.
The above devices are used in particular for the treatment of scoliosis. Scoliosis is defined as a fixed partial curvature of a spine that can only regress in the initial stage, but is later fixed. In addition to this side bending, it is particularly evident in another type of
Scoliosis, in the area of the main curvature a flat back or even a hollow back as well as a rotating component of the individual parts of the spine against each other, which are responsible for the rib hump and the lumbar bulge of the human body.
There are various treatment methods for scoliosis treatment, which u. a. also exist in physiotherapy. Through targeted, therapeutic treatments, especially in
Growth phases of young patients serve therapeutic measures for relief and improvement.
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In order to see the corresponding success of the therapeutic treatments, a lot of experience is necessary to determine the actual position of the spine in the human body and then to apply the corresponding therapeutic measures.
A device for monitoring such therapeutic measures is known from the publication DE-OS 43 20 270. This device described here is used to measure and analyze malpositions of the human body in order to develop appropriate treatment methods and to be able to monitor their success accordingly. This device comprises a frame which has two vertical guide rails parallel to one another. To detect the position of selected reference points on the patient's bone structure, in particular the individual vertebral bodies of the spine, at least one probe arm is mounted on each side of the guide rails.
The patient enters the device for the determination and analysis of the incorrect posture, the individual load on the individual legs being recorded by means of two weighing plates and, together with the measurement of the height differences of the individual legs, thereby making it possible to draw quantitative conclusions about the patient's incorrect posture. The probe arms are used to create a correct posture of the body so that it can be reproduced accordingly.
Furthermore, EP-A 0144 528 provides a device for measuring incorrect posture of the pelvis, the shoulder and the spine of the human body. This invention is a device for measuring a functional and / or anatomical incorrect posture, for example the spine of the human body, the device being two vertical guide rails at a distance of more
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than a body width. At least one height-displaceable, lockable holder runs on the guide rails, the height position of which can be determined quantitatively.
The brackets themselves serve to accommodate horizontally displaceable and lockable probe elements that protrude horizontally into the space between the guides. These feeler elements can be spring-loaded in the longitudinal direction and pivotable in the horizontal - these movements also being quantitatively detectable - and serve to scan selected reference points of the skeleton. In addition, the device for immobilizing the body and for achieving defined basic positions can be provided with support and holding means.
Essentially, the entire incorrect posture of the body is measured in this device, from which ultimately conclusions can then be drawn about the position of the spine.
The object of the invention is to provide a very simple device for quantitative measurement of the position of the spine in the human body, the measurement being very easy to carry out and the measurement values being evaluated in the simplest way.
The solution principle of the task is to modify or improve the device according to the prior art by not quantitatively measuring the entire incorrect posture of the body, but the explicit position of the body
Spine by scanning the individual vertebral bodies and acquiring the spatial coordinates x, y and z.
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The object is achieved according to the invention in that a probe element for scanning the spine, in particular the individual vertebral bodies of the spine and for generating at least one measured value, is provided, a horizontal support element with its two ends on the guide rails in a stepless vertical manner is displaceably and lockably mounted and - on the horizontal support element, the feeler element is mounted in the horizontal plane (x, y) in a continuously sliding and lockable manner.
The main advantage of the inventive device is the fact that it is a very simple and therefore very inexpensive construction. Basically, only commercially available components are used, so that the device can ultimately also be manufactured as a modular system.
Two versions are advantageously provided. On the one hand, the quantitatively determined measured values (x, y, z coordinate of a vertebral body) can be read on a measuring scale, or on an electronic display on the device itself. Another embodiment provides that the measured values generated are transmitted to a computer via a data interface, which then acquires the corresponding measured values, evaluates them and, for example, displays them graphically on the screen.
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In addition, it can be provided that an ideal spine is then displayed for the spine shown on the screen, so that deviations from the ideal dimension are visible in a simple manner.
For simple measurement of the position of the individual vertebral bodies in the human body, a probe element is arranged on the horizontal support element of the device in a continuously sliding and lockable manner. The probe element itself is used to record the individual measured values. This is preferably done in that the probe element consists of a push button, an adapter element and a base body, the push button of the push button element emitting a signal when tapping a vertebral body, which is provided for the coordinates x, y, z to be determined accordingly. The next vertebral body can then be scanned immediately.
The sensing element itself is in turn mounted on a holder which is slidably arranged on the guide rails.
The button itself can be designed as an electromechanical sensor or as an optical sensor, an ultrasonic sensor also being conceivable.
The bearings of the individual guide rails or the bearings are designed in such a way that they have a corresponding coefficient of friction, so that a comfortable guidance of the feeler element by the hand of a doctor, for example, is possible accordingly. However, it is also conceivable that the guidance can be carried out by means of servomotors, the control being controllable, for example, by means of a joystick.
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Alternatively, it can also be provided that the probe element is positioned on the carrier element by means of a rack and pinion gear. The carrier element itself should preferably be adjustable via friction guides.
For the creation and triggering of a measured value, it is proposed that the pushbutton of the sensing element be of an electro-mechanical design.This means that when approaching the vertebral body and slightly exerting pressure by means of the sensing element on the vertebral body, a measuring result is comparable to a known electronic measuring device in which the positions of the position sensors attached to the respective guides are recorded and output.
The measurement results are preferably output digitally.
In the case of analog position sensors, it is intended to use a corresponding analog-digital converter.
With the device according to the invention, a corresponding "image of the spine can thus be created in a simple manner by each person, including auxiliary staff, it being possible to graphically represent differences from the ideal position of a spine on the basis of the evaluation technique provided here the problem is also described to the patient in a simple and obvious manner.
The invention is explained in more detail below in exemplary embodiments with reference to the drawings.
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1 shows a perspective view of the device according to the invention, showing the x, y and z axes; Fig. 2 is a side view of an embodiment of a
Probe elements together with a holder, partly in section; Fig. 3 is a front view of the embodiment of the
Touch element acc. Fig. 2; 4 shows a block diagram of a possible system configuration for recording and evaluating measured values.
In the embodiment shown in FIG. 1, two vertical guide rails 1, 1 'are provided, which are fastened at one end to a base plate 10 and extend away from this base plate. These guide rails 1, 1 'also form the z-axis shown in FIG. 1. The two guide rails 1, 1 'are at a distance from one another which is a little larger than the width of a human body.
A horizontal support element 3 is arranged between the guide rails 1, 1 'and is steplessly vertically displaceable and lockable. The bearings between the horizontal support element 3 and the guide rails 1, 1 'are not shown in FIG. 1. These bearings are designed in such a way that they have a corresponding coefficient of friction, so that the user who wants to move the carrier element 3 on the vertical guide rails 1, 1 'against a defined angle
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the state has to work.
In the exemplary embodiment shown in FIG. 1, the guides are clad in a housing, the housing itself, at least in the region of the spine of the patient (not shown here), having a recess in which a sensing element 4, which is displaceably mounted on the carrier element 3, is free can be moved back and forth.
In the exemplary embodiment shown in FIG. 1, the pushbutton element 4 is arranged on a holder 5, which in turn is coupled to the carrier element 3. A measuring scale 19 is shown on the carrier element itself, which indicates the deviations from the center, for example in centimeters (xaxis). The horizontal displacement in the y-axis of the probe element 4 can be read on a measuring scale arranged on the probe element 4 itself.
In order to stabilize the position of the human body in which the position of the spine is to be measured and also to produce reproducible results, three contact surfaces 13, 14, 15 are preferably provided, which can be freely displaced in the z direction. This ensures that the
Body is straightened up accordingly by stretching the breastbone and coming to rest on these contact surfaces.
In order to further increase the reproducibility, positioning elements 11, 12 are additionally provided on the base plate 10, which align the positions of the feet accordingly and partially fix them.
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A measuring scale 18 is provided in the recess of the housing to determine the height value, also based on a defined zero point.
2 and 3 show a side and front view of a possible embodiment of the probe element 4 for scanning individual vertebral bodies of the spine to be measured and for generating at least one measured value. The feeler element 4 is slidably received in a holder 5, which enables a linear movement of the feeler element 4 in the y-axis (movement perpendicular to the patient's back). The feeler element 4 is provided with a rack in which a manually operated gearwheel engages - for example via a handwheel 7c. The holder 5 is slidably mounted on the horizontal support element 3, so that a linear movement of the feeler element 4 in the x direction (lateral movement) is possible.
In this possible embodiment of the feeler element, the horizontal movement takes place manually, for example by holding and moving the support element 3.
The pushbutton element 4, as shown in FIG. 3, has at one end a pushbutton 4a and an adapter element 4b, which connects the pushbutton 4a and a
Basic body 4c creates. The base body 4c is mounted in the holder 5, as described above. The button 4a is used to precisely determine and locate the position of the vertebral bodies and to trigger the determination of the respective measured values.
It is conceivable that the pushbutton 4a is designed in such a way that when a certain contact pressure is reached, an electrical signal is triggered which serves to control a possible electric drive for moving the pushbutton element 4.
The signal could also trigger an automatic
Measurement process are used, with all three displacement sensors, such as
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they are shown in Fig. 4 (23, 24, 25), are queried and detected by a connected computer 27 at this time.
In another embodiment of the device according to the invention, it is provided that the probe element 4 is equipped with a light source for aiming at a measuring point in order to facilitate adjustment of the probe 4a. For this purpose, it is then provided that an additional push button switch triggers the corresponding output of the measured values.
In all embodiments of the invention, the position of the button 4a or the vertebral body to be measured can be detected electronically in three axes by means of a path length measurement. The functional sequence of a measurement for actually determining the position of a spine in the human body can look as follows in the exemplary embodiment described.
A patient whose spine is to be analyzed stands upright on the base plate 10 and presses his back against the frame and against the contact surfaces 13, 14, 15
Pushing up his sternum. At the same time he presses his
Feet close to the positioning element 11, 12. As soon as the
Posture of the patient is correctly aligned, the operator of the measuring device can push the tip of the sensing element 4 (button
4a) attach manually to the first vertebral body to be measured and either read the measured values from the three measuring scales 18, 19, 20 or, if electronic displacement sensors are provided, the measured values on the display or on a PC, as described in the
4, consider block diagram. The
Measuring process is triggered by gently pressing the button 4a against the vertebral body.
Once the measurement is done
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this can be indicated by an acoustic signal, the user holding the button in his hand can drive to the next vertebral body and then carry out the measurement there in the same way. This process is repeated until the desired number of vertebral bodies has been measured.
The actual position of the spine can then be viewed on a monitor, for example to compare an ideal spine.
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Reference numerals 1. Vertical guide rails 2.- 3. Horizontal support element 4. Probe element 4a. Button
4b. Adapter element
4c. Basic body
EMI12.1
-7a. Rack 7b. gear
7c. Handwheel 8. - 9. - 10. Base plate 11. Positioning element (on the heels) 12. Positioning element (between the feet) 13. Contact surface (hip) 14. Contact surface (shoulder blades) 15. Contact surface (head) 16. Vertical guidance (body size Measuring system) 17. Measuring arm (body size measuring system) 18. Visual measuring system (z-coordinate of the vertebral bodies) 18a. Measuring scale
18b. Pointer 19. Visual measuring system (x coordinate of the vertebrae)
19a. Measuring scale
19b. pointer
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20. Visual measuring system (y-coordinate of the vertebrae)
20a. Measuring scale
20b.
Pointer 21.Measurement scale (height measurement system) 22. Pointer (height measurement system) 23.Electronic position sensor (x coordinate of the vertebral body) 24.Electronic position sensor (y coordinate of the vertebral body) 25.Electronic position sensor ( z coordinate of the vertebrae) 26. Screen 27. Computer 28 keyboard 29. Printer 30. Evaluation system